Erneuerbare-Energien – Stromversorgung komplett durch Wind und Sonne bis 2040

Die Vision einer vollständig erneuerbaren Stromversorgung in Deutschland bis 2040 klingt ambitioniert, doch sie ist technisch machbar – wenn die Weichen jetzt richtig gestellt werden. Professor Volker Quaschning von der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin hat in einer aktuellen Studie detailliert aufgezeigt, welche Ausbaupfade für Wind- und Solarenergie nötig sind, um dieses Ziel zu erreichen. Demnach muss die installierte Leistung von Solarkraftwerken auf 200 Gigawatt steigen – das Fünffache des heutigen Niveaus. Gleichzeitig müsste die Windkraftleistung auf 400 Gigawatt verzehnfacht werden.

Die Ausgangslage: Warum wir schneller handeln müssen

Deutschland hat sich im Rahmen der Energiewende ehrgeizige Klimaziele gesetzt, doch der aktuelle Ausbau erneuerbarer Energien reicht bei Weitem nicht aus, um die Pariser Klimaziele zu erfüllen. Der Anteil von Wind- und Sonnenstrom am Bruttostromverbrauch liegt zwar bereits bei über 40 Prozent, aber die Dynamik hat in den letzten Jahren spürbar nachgelassen. Quaschnings Studie macht deutlich: Ohne eine massive Beschleunigung des Zubaus wird eine klimaneutrale Stromversorgung bis 2040 nicht gelingen.

Ein zentrales Problem ist die Saisonalität der beiden Haupttechnologien. Während Photovoltaik im Sommer ihre höchsten Erträge liefert, produziert Windkraft vor allem in den Herbst- und Wintermonaten zuverlässig Strom. Diese natürliche Komplementarität ist ein großer Vorteil, erfordert aber ein sorgfältig austariertes Verhältnis beider Energiequellen. Quaschning plädiert deshalb für einen ausgewogenen Mix: Rund ein Viertel des gesamten Strombedarfs könnte bis 2040 durch Solarenergie gedeckt werden, der Rest überwiegend durch Windkraft – ergänzt um Speicher und flexible Verbraucher.

Investitionen in Milliardenhöhe: Was die Energiewende kostet

Die finanziellen Dimensionen sind gewaltig. Geht man von spezifischen Kosten von 1.500 Euro pro Kilowatt installierter Leistung aus, so wären jährlich etwa 25 Milliarden Euro nötig, um den erforderlichen Zubau an Wind- und Solarkraft zu finanzieren. Zum Vergleich: Mit dieser Summe ließen sich fünf Kernkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 1.500 Megawatt errichten. Doch Quaschning betont, dass es zur Energiewende keine realistische Alternative gibt – weder ökologisch noch ökonomisch.

Die Investitionen allein in Erzeugungsanlagen reichen jedoch nicht aus. Für eine zuverlässige Versorgung müssen auch Stromspeicherkapazitäten massiv ausgebaut werden. Großbatterien, wie sie etwa Tesla mit seinen industriellen Speichersystemen anbietet, können überschüssigen Strom aus wind- und sonnenreichen Zeiten aufnehmen und bei Dunkelflauten wieder abgeben. Erst durch solche Speicher wird das System flexibel genug, um konventionelle Kraftwerke vollständig zu ersetzen.

„Ein wirtschaftlicher Betrieb von Solarstromspeichern ist bei geringer Renditeerwartung bereits bei spezifischen Speicherkosten von 2.000 Euro pro Kilowattstunde möglich.“ – Volker Quaschning

Batteriespeicher als Schlüsseltechnologie

Die Rolle von Batteriespeichern kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Sie ermöglichen es, den tagsüber erzeugten Solarstrom in die Abendstunden zu verschieben und damit die berüchtigte „Entenkurve“ der Netzlast zu glätten. Auch für die Netzstabilität sind sie unverzichtbar, da sie innerhalb von Millisekunden Regelenergie bereitstellen können. Quaschning sieht in der aktuellen Preisentwicklung einen positiven Trend: Die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien sind in den letzten zehn Jahren um mehr als 80 Prozent gefallen.

Dennoch bleibt eine zentrale Hürde: Für eine breite Marktdurchdringung von Heimspeichern müssten die spezifischen Kosten auf etwa 1.000 Euro pro Kilowattstunde sinken. Derzeit liegen sie je nach Anbieter und Systemgröße noch deutlich darüber. Quaschning fordert deshalb politische Unterstützung, etwa durch Investitionszuschüsse oder zinsgünstige Kredite, um die Technologie schneller in den Massenmarkt zu bringen. Ohne solche Anreize werde die Energiewende im Gebäudesektor ins Stocken geraten.

Wärmepumpen: Strom effizient in Wärme verwandeln

Ein oft unterschätzter Baustein der Energiewende ist die Wärmeerzeugung mit Strom. Wärmepumpen, die Umweltwärme aus Luft, Boden oder Grundwasser nutzen, sind dabei die effizienteste Technologie. Sie können mit einer Kilowattstunde Strom das Drei- bis Fünffache an Wärmeenergie bereitstellen. In Kombination mit einer Photovoltaikanlage auf dem Dach lässt sich der Energiebedarf eines gut gedämmten Einfamilienhauses zu einem erheblichen Teil decken – je nach Jahreszeit und Anlagengröße zwischen 25 und 75 Prozent.

Quaschning empfiehlt, den Zubau von PV-Anlagen auf Privatdächern gezielt zu fördern, da diese dezentrale Erzeugung das Netz entlastet und die Akzeptanz der Energiewende erhöht. Eine 10-Kilowatt-Anlage, wie sie auf vielen Einfamilienhäusern Platz findet, kann in den Sommermonaten den kompletten Strombedarf inklusive Wärmepumpe decken. In den Wintermonaten muss zwar zugekauft werden, aber über das Jahr gerechnet reduziert sich der externe Strombezug erheblich.

Politische Rahmenbedingungen und Marktdesign

Damit die Energiewende gelingt, sind stabile politische Rahmenbedingungen unerlässlich. Dazu gehören langfristige Ausbauziele, vereinfachte Genehmigungsverfahren für Windkraftanlagen und eine Reform der Abgaben und Umlagen auf Strom. Insbesondere die EEG-Umlage, die bislang den Strompreis für Verbraucher künstlich verteuert, muss nach Ansicht vieler Experten grundlegend überarbeitet werden, um die Sektorkopplung (Strom für Wärme und Verkehr) attraktiver zu machen.

Quaschning plädiert zudem für eine CO2-Bepreisung, die die wahren Kosten fossiler Energien widerspiegelt. Nur so könnten Kohle- und Gaskraftwerke schrittweise vom Markt verdrängt werden. Wenn die Erneuerbaren zusammen mit Speichern erst einmal wettbewerbsfähig sind, würden konventionelle Kraftwerke unrentabel und automatisch stillgelegt – ein Prozess, der bereits begonnen hat, aber durch politische Fehlanreize immer wieder verzögert wird.

Herausforderungen und Chancen für die Gesellschaft

Die Transformation des Energiesystems ist nicht nur eine technische, sondern auch eine gesellschaftliche Aufgabe. Sie erfordert Akzeptanz für neue Infrastruktur wie Windparks und Stromtrassen, aber auch die Bereitschaft, in eigene Anlagen zu investieren. Viele Bürgerinnen und Bürger sind dazu bereit, wie der Boom bei Photovoltaik und Batteriespeichern zeigt. Doch es braucht verlässliche Signale aus der Politik, dass sich diese Investitionen langfristig lohnen.

Gleichzeitig bietet die Energiewende enorme wirtschaftliche Chancen: Sie schafft Arbeitsplätze in der Produktion, Installation und Wartung von Anlagen, reduziert die Importabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und stärkt die regionale Wertschöpfung. Länder wie Dänemark oder Schottland zeigen, dass ein ambitionierter Ausbau erneuerbarer Energien mit wirtschaftlichem Erfolg vereinbar ist. Deutschland hat das Know-how und die finanziellen Mittel, um hier eine Vorreiterrolle einzunehmen – wenn der politische Wille vorhanden ist.

Fazit: Die Weichen jetzt stellen

Die Studie von Volker Quaschning macht deutlich: Eine vollständig erneuerbare Stromversorgung bis 2040 ist kein utopisches Ziel, sondern eine realistische Option – vorausgesetzt, die Ausbaugeschwindigkeit wird massiv erhöht. Die nötigen Technologien sind vorhanden und werden immer kostengünstiger. Was fehlt, ist der politische Mut, die erforderlichen Investitionen zu mobilisieren und die rechtlichen Hürden abzubauen.

Für Verbraucherinnen und Verbraucher bedeutet das: Jede Kilowattstunde Solarstrom vom eigenen Dach, jede Wärmepumpe und jeder Batteriespeicher ist ein Beitrag zur Energiewende. Auch wenn die Anfangsinvestitionen hoch erscheinen, rechnen sich diese Anlagen über ihre Lebensdauer meist – und sie machen unabhängiger von steigenden Strompreisen. Die Energiewende ist kein Projekt der Politik allein, sondern eine Gemeinschaftsaufgabe, an der sich alle beteiligen können und müssen.